热带地生草本植物区系物种丰富度差异:以兰科吻兰族为例

解释全球物种丰富度模式是生态学和进化生物研究中最基本的目标之一。除了众所周知的物种丰富度的纬度梯度之外,即使在高多样的热带植物区系中,物种丰富度也具有空间异质性。全球主要的四个热带地区物种丰富度差异的主要原因一直备受争议。迄今为止,主流的观点通常认为更高的净多样化率和/或更长的定殖时间导致区域间物种丰富度差异的主要原因。然而,关于热带草本植物区系物种丰富度模式的研究较少。


吻兰族主要为地兰,主要分布在全球热带地区,区域特有性较高,约 75%分布在亚洲,25%分布在大洋洲,5%分布在非洲,中美洲仅分布一个特有种本研究利用吻兰族21属127种和26个DNA区域重建系统发育关系和生物地理过程。我们分别比较了实际取样数据和不同模拟取样比例吻兰族整体及每个区域谱系的系统发育拓扑结构、多样化率和生态位进化率。


结果表明,吻兰族于渐新世早期在亚洲,中新世以来通过长距离扩散到非洲、中美洲和大洋洲。基于实际取样和模拟取样数据的分析结果是相似的。BAMM、GeoSSE和生态位分析的结果均表明,亚洲系的净多样化和生态位进化率高于大洋洲和非洲系。降水是吻兰族生态位进化过程中主要的因素,亚洲谱系经历了更稳定和潮湿的气候,这可能促进了亚洲谱系的多样化。此外,较长的定殖时间也可能与亚洲谱系多样性有关。本研究为了解热带地生草本植物区系的区域丰富度异质性提供了依据。


吻兰族的物种分布和多样化速率图


吻兰族生物地理重建图


吻兰族整体及区域谱系多样化速率和生态位进化速率


本研究以“Species richness disparity in tropical terrestrial herbaceous floras: Evolutionary insight from Collabieae (Orchidaceae) ”https://doi.org/10.1016/j.ympev.2023.107860为题发表于生物一区Top期刊Molecular Phylogenetics and Evolution该项工作南昌大学、香港嘉道理农场、中国科学院西双版纳热带植物园合作完成,其中南昌大学流域生态学研究所硕士生周鹏为论文第一作者,向小果研究员中科院西双版纳热带植物园罗艳研究员为共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金31670212320600563130018132270225、国家自然科学基金-云南省联合基金项目U1802242和江西人才项目的资助。